Raumfahrt NASA erweckt Saturn V-Triebwerk zu neuem Leben

Bei der Konstruktion des künftigen Schwerlastträgers Space Launch System (SLS) kehrt die US-Weltraumbehörde zu ihren Wurzeln zurück. Für das SLS-Triebwerk lassen sich die NASA-Ingenieure von dem altehrwürdigen Motor der Mondrakete Saturn V inspirieren.

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Ein kleines Ingenieurteam am Marshall Space Flight Center (MSFC) in Huntsville im US-Bundesstaat Alabama hat eine wichtige Komponente des F1-Triebwerks rekonstruiert, das die Mondrakete Saturn V in den sechziger und siebziger Jahren des vorigen Jahrhunderts angetrieben hat. Dabei handelt es sich um den sogenannten Gas-Generator, der die Treibstoffpumpen des gewaltigen Raketentriebwerks angetrieben hat.

Dieser Gas-Generator ist für sich genommen bereits ein respektables Triebwerk, das eine Kraft von rund 31.000 Pound (entspricht rund 138.000 Newton) entwickelt. Das war auch nötig, denn beim Start einer Saturn V mussten pro Sekunde etwa drei Tonnen Kerosin und Flüssigsauerstoff in die Brennkammer des Raketenmotors gepumpt werden.

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Um den Gas-Generator zu rekonstruieren, wurden zwei noch existierende F1-Triebwerke – eines aus dem MSFC in Huntsville, das zweite aus dem Smithsonian National Air amd Space Museum in Washington, D.C. – zum Teil zerlegt und zum Teil mit einer 3-D-Lasertechnik gescannt. Auf diesem Wege erhielt das Team ein dreidimensionales Computermodell des Gas-Generators. Mit Hilfe dieses Modells wurde der Generator nachgebaut. Dabei kamen neue Fertigungstechniken wie die selektive Laserschmelztechnik zum Einsatz, um die Teile herzustellen.

Auf einem Prüfstand am MSFC finden derzeit Tests statt, bei denen der Generator gezündet wird. „Wir haben uns entschlossen, die Leistung des Generators mit modernen Instrumenten zu messen“, erklärt Katie Estes, Ingenieurin für Flüssigtreibstoffmotoren in Huntsville: „Das wird wertvolle Informationen für die NASA und die Industrie bringen.“ Darüber hinaus sind die Tests ein erster Prüfstein für die neuen Prüfstände, die derzeit am MSFC für das kommende Space Launch System entstehen.

Es gilt zwar als sicher, dass das Triebwerk für das SLS nicht dem Vorbild des alten Saturn V-Motors folgen wird: Die Erststufe der Saturn V wurde mit einem Kerosin-Flüssigsauerstoff-Gemisch betrieben. Modernere Motoren wie die des Space Shuttle nutzen eine Flüssigwasserstoff-Flüssigsauerstoff-Kombination.

Dennoch glaubt die NASA, viel aus dem alten Triebwerksdesign lernen zu können: „Die jungen Ingenieure erhalten wertvolles Wissen, indem sie die stärksten Motoren untersuchen, die jemals gebaut wurden“, sagt Chris Crumbly, Leiter des SLS Advanced Development Office der NASA: „Und das SLS-Programm wird von den Daten profitieren, die darauf zielen, das Risiko zu reduzieren und die Erschwinglichkeit zu verbessern, wenn wir einen Schwerlastträger für unterschiedlichste Weltraummissionen entwickeln.“

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